JP2010220307A - 負荷駆動装置及び接続不良判定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】開放検知センサを用いることなくインバータ装置の強電接続不良を検出することができる負荷駆動装置等を提供する。
【解決手段】インバータ装置1は、三相交流モータ4の各相に接続された複数のスイッチング素子を制御して、三相交流モータ4の各相に相電流を供給する駆動回路と、三相交流モータ4の各相に供給されている相電流を検出する電流センサと、三相交流モータ4の回転子位置を検出する回転子位置検出器4aと、回転子位置に基づいて、三相交流モータ4に供給するd軸電流指令値及びq軸電流指令値を演算して、駆動回路により三相交流モータ4の各相に相電流させるインバータ制御装置11とを備える。三相交流モータ4の回転子位置に基づいて任意のd軸電流、0[A]のq軸電流とする相電流を三相交流モータ4に供給させ、電流センサにより検出された相電流の変化に基づいて、強電接続部の接続不良を判定する。
【選択図】図1
【解決手段】インバータ装置1は、三相交流モータ4の各相に接続された複数のスイッチング素子を制御して、三相交流モータ4の各相に相電流を供給する駆動回路と、三相交流モータ4の各相に供給されている相電流を検出する電流センサと、三相交流モータ4の回転子位置を検出する回転子位置検出器4aと、回転子位置に基づいて、三相交流モータ4に供給するd軸電流指令値及びq軸電流指令値を演算して、駆動回路により三相交流モータ4の各相に相電流させるインバータ制御装置11とを備える。三相交流モータ4の回転子位置に基づいて任意のd軸電流、0[A]のq軸電流とする相電流を三相交流モータ4に供給させ、電流センサにより検出された相電流の変化に基づいて、強電接続部の接続不良を判定する。
【選択図】図1
Description
本発明は、負荷に供給する電力を変換する負荷駆動装置及び当該負荷駆動装置の接続不良判定方法に関する。
従来より、負荷に対して電力を供給するインバータ装置において、当該インバータ装置の強電接続部には、作業者の感電防止の観点から、当該強電接続部の勘合検知、開放検知のためのセンサを用いた検出回路が組み込まれている。このインバータ装置は、強電接続部に対してハーネスを外した場合には、当該検知回路が作動し、強電を遮断して感電を防止するように構成されている。
このような技術において、下記の特許文献1には、インバータ装置の強電接続部に直接接触することを防止する手段と、当該手段を取り外したことを検知した時に強電接続を解除するインターロック回路とを備える。そして、当該インターロック回路により、高電圧電源とインバータ装置との電気的接続状態を非接続状態に変更させることが記載されている。
しかしながら、上述の技術では、インバータ装置からハーネスを取り外したことを検出するための開放検知センサが必要であるため、当該開放検知センサのために製品コストが高くなる問題点がある。
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、開放検知センサを用いることなくインバータ装置の強電接続不良を検出することができる負荷駆動装置及び接続不良判定方法を提供することを目的とする。
本発明は、電源と強電接続部を介して接続された多相電動機を駆動する負荷駆動装置において、多相電動機の各相に接続された複数のスイッチング素子を制御して、多相電動機の各相に相電流を供給する駆動手段と、多相電動機の各相に供給されている相電流を検出する電流センサと、多相電動機の回転子位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出された回転子位置に基づいて、多相電動機に供給する励磁電流成分の指令値及びトルク電流成分の指令値を演算して、駆動手段により多相電動機の各相に相電流させる電流演算手段とを備える。本発明は、上述の課題を解決するために、多相電動機の回転子位置に基づいて任意の励磁電流成分の指令値とする相電流を多相電動機に供給させ、電流センサにより検出された相電流の変化に基づいて、強電接続部の接続不良を判定する判定手段を備える。
本発明によれば、任意の励磁電流成分の指令値とする相電流を多相電動機に供給させた時の相電流の変化に基づいて強電接続部の接続不良の判定をするので、強電接続部が開放していることを検知するセンサを設けなくても、相電流の変化のみで強電接続状態の接続不良を検知することができ、装置のコスト低減を図ることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態として示す電動機制御装置は、例えば図1に示すように構成されている。電動機制御装置は、インバータ装置1、直流電源2、リレー回路3、多相電動機としての三相交流モータ4、統合制御装置5を有する。この電動機制御装置は、例えば車両に搭載され、三相交流モータ4により車両が走行するためのトルクを発生させる。
本発明の第1実施形態として示す電動機制御装置は、例えば図1に示すように構成されている。電動機制御装置は、インバータ装置1、直流電源2、リレー回路3、多相電動機としての三相交流モータ4、統合制御装置5を有する。この電動機制御装置は、例えば車両に搭載され、三相交流モータ4により車両が走行するためのトルクを発生させる。
直流電源2は、車両のバッテリ等により構成されている。この直流電源2には、正極母線21及び負極母線22を介してリレー回路3が接続されている。
リレー回路3は、統合制御装置5により開閉状態が切り換えられる。リレー回路3は、直流電源2の直流電力をインバータ装置1に供給する場合及びインバータ装置1からの回生電力を直流電源2に供給する場合に、開状態に制御される。
三相交流モータ4は、例えば同期モータを用いることが望ましい。なお、三相交流モータ4は、3相2相変換により、当該三相交流モータ4を励磁する励磁電流成分とトルクを付与するトルク電流成分に従って制御されるモータであれば良い。この三相交流モータ4には、インバータ装置1と3相ハーネス23,24,25を介して接続されている。三相交流モータ4には、インバータ装置1から供給されたU相、V相、W相に対応した3相電流Iu,Iv,Iwが供給される。
また、三相交流モータ4には、当該三相交流モータ4における回転子位置(モータ絶対角)を検出する位置検出手段としての回転子位置検出器4aが内蔵されている。回転子位置検出器4aは、信号線26を介して回転子位置信号をインバータ制御装置11に出力する。
統合制御装置5は、車両における図示しないイグニッションスイッチから出力されたイグニッション(IGN)信号及び例えばシフトレバーから供給されたギア(シフト)位置信号が供給される。そして、統合制御装置5は、インバータ制御装置11に対して、現在のギアがパーキング状態であるかを示す信号を供給する。統合制御装置5は、三相交流モータ4を駆動させる時にはリレー回路3に対して正極母線21と負極母線22を接続状態又は遮断状態に切り換える制御信号を出力する。
インバータ装置1は、三相交流モータ4の各相に接続された複数のスイッチング素子を制御して、三相交流モータ4の各相に相電流Iu,Iv,Iwを供給する。このインバータ装置1は、当該インバータ装置1による電力変換動作を制御するインバータ制御装置11を含む。
また、インバータ装置1には、三相交流モータ4と接続される強電接続部としての出力強電コネクタ13及び3相ハーネス23,24,25が設けられている。このインバータ装置1は、直流電源2からの直流電力がリレー回路3を介して入力強電コネクタ12により供給される。インバータ装置1は、直流電力を交流電力に変換して、当該交流電力を、出力強電コネクタ13、3相ハーネス23,24,25を介して三相交流モータ4に供給する。
インバータ装置1は、図2に示すように、直流電源2から正極母線21及び負極母線22を介して入力強電コネクタ12に直流電圧が印加される。また、インバータ装置1は、三相交流モータ4に対して、出力強電コネクタ13及び3相ハーネス23,24,25を介してU相電流、V相電流及びW相電流を供給する。
このインバータ装置1において、正極母線21及び負極母線22と入力強電コネクタ12とは所定の接続構造によって接続されている。また、インバータ装置1の出力強電コネクタ13も、所定の接続構造によって3相ハーネス23,24,25と接続されている。入力強電コネクタ12及び出力強電コネクタ13は、インバータ装置1の保守・点検時において、作業者により着脱が可能なようになっている。したがって、電動機制御装置は、インバータ装置1の出力強電コネクタ13及び3相ハーネス23,24,25を含む強電接続部の接続不良を判定するために、後述する接続不良判定処理を行う。
なお、以下に説明する強電接続部の接続判定においては、インバータ装置1と三相交流モータ4との間における強電の接続判定であり、特に3相ハーネス23,24,25、出力強電コネクタ13の接続判定には限定しないものとする。
インバータ装置1による電力変換動作は、インバータ制御装置11の制御に従って行われる。インバータ制御装置11は、3相ハーネス23,24,25に供給するU相電流、V相電流、W相電流を検出する電流センサ14を接続される。この電流センサ14により検出されたU相電流、V相電流及びW相電流は、インバータ制御装置11に供給される。なお、電流センサ14は、U相電流、V相電流、W相電流の全てを検出する必要はなく、2相のみを検出して残りの1相をインバータ制御装置11により演算させても良い。
インバータ装置1は、正極母線21と負極母線22との間に複数のスイッチング素子を有している。インバータ装置1は、U相の3相ハーネス23に接続されたスイッチング素子Q1,Q2と、V相の3相ハーネス24に接続されたスイッチング素子Q3,Q4と、W相の3相ハーネス25に接続されたスイッチング素子Q5,Q6とを有する。U相のスイッチング素子Q1,Q2は正極母線21及び負極母線22間に直列接続され、V相のスイッチング素子Q3,Q4は正極母線21及び負極母線22間に直列接続され、W相のスイッチング素子Q5,Q6は正極母線21及び負極母線22間に直列接続されている。個々のスイッチング素子Q1〜Q6には、コレクタ・エミッタ間に還流ダイオードD1〜D6がそれぞれ並列接続されている。スイッチング素子Q1〜Q6には、駆動回路(駆動手段)S1〜S6が接続されている。これら駆動回路S1〜S6は、スイッチング素子Q1〜Q6に対して当該スイッチング素子Q1〜Q6が導通と遮断の双方の状態を切り換える信号を供給する。正極母線21及び負極母線22には、電圧平滑化のためのコンデンサCが接続されている。
なお、図2には、スイッチング素子Q1〜Q6としてIGBTを示したが、IGBTに限定するものではなく、電流の通電、遮断の機能を有するものであれば良い。
このような電動機制御装置において、三相交流モータ4を駆動させる場合には、インバータ装置1に含まれるスイッチング素子Q1〜Q6を駆動させることにより、直流電源2の直流電力を交流電力に変換する。この時、電動機制御装置は、電流センサ14により三相交流モータ4の各相に供給されている相電流を検出すると共に、回転子位置検出器4aにより回転子位置を検出する。そして、インバータ制御装置11は、回転子位置検出器4aにより検出された回転子位置に基づいて、三相交流モータ4に供給する励磁電流(d軸)成分の指令値及びトルク電流成分(q軸)の指令値を演算する(電流演算手段)。
このとき、インバータ制御装置11は、三相交流モータ4で発生させるトルク指令値と回転子位置とに基づいて、ベクトル制御用の電流指令値であるd軸電流指令値およびq軸電流指令値を演算する。具体的には、インバータ制御装置11は、トルク指令値と回転子位置とに基づいて、トルク指令値に一致するトルクを三相交流モータ4が出力するためのd軸及びq軸電流指令値をそれぞれ演算する。
ここで、dq軸座標系は、三相交流モータ4の機械的な回転速度の整数倍の電気的な回転速度で回転するd軸とq軸とから成る直交座標系である。三相交流モータ4において、dq軸座標系はモータ回転に同期して回転する。dq軸座標系により、三相交流モータ4のU相、V相、W相に対応して固定子巻線に供給される電流Iu,Iv,Iwは、界磁分電流(d軸電流)とトルク分電流(q軸電流)とに分けてベクトル制御される。そして、インバータ制御装置11は、d軸電流指令値及びq軸電流指令値と、回転子位置と、各相の交流電流Iu,Iv,Iwとに基づいて、スイッチング素子Q1〜Q6を制御するインバータ駆動信号を駆動回路S1〜S6に対して出力する。
このように動作するインバータ装置1において、インバータ制御装置11は、インバータ装置1乃至三相交流モータ4の強電接続部の接続不良を判定する(判定手段)。このとき、インバータ制御装置11は、三相交流モータ4の回転子位置に基づいて任意の励磁電流成分(d軸)の指令値とする相電流を三相交流モータ4に供給させ、電流センサ14により検出された相電流の変化に基づいて、強電接続部の接続不良を判定する。
「接続不良の判定処理」
つぎに、上述した電動機制御装置において、インバータ制御装置11による接続不良の判定処理を、図3を参照して説明する。
つぎに、上述した電動機制御装置において、インバータ制御装置11による接続不良の判定処理を、図3を参照して説明する。
先ずステップST1において、インバータ制御装置11及び統合制御装置5が起動している状態で、電動車のギアがパーキング状態になっているか否かを判定する。このとき、統合制御装置5は、イグニッション信号及びギア位置信号を読み込んで、電動車のギアがパーキング状態になっていると判定した場合には、ステップST2に処理を進める。一方、ギアがパーキング状態となっていない場合には、所定のタイミングごとにこの判定を繰り返すこととなる。
ステップST2において、インバータ制御装置11は、回転子位置検出器4aからモータ絶対角(回転子位置)を取得する。
次のステップST3において、インバータ制御装置11は、ステップST2に取得した三相交流モータ4における回転子の絶対角位置情報(回転子位置)に基づいて、三相交流モータ4の励磁電流成分であるd軸電流Idを任意値[A]とし、トルク電流成分であるq軸電流Iqが0[A]とする、励磁電流(d軸)成分の指令値及びトルク電流成分(q軸)の指令値を演算する。そして、インバータ制御装置11は、演算した励磁電流(d軸)成分の指令値及びトルク電流成分(q軸)の指令値に基づいて、2相3相変換を行って、三相交流モータ4のU相、V相、W相に対応したU相電流、V相電流、W相電流を演算する。そして、インバータ制御装置11は、リレー回路3を開状態とする。同時にインバータ制御装置11は、駆動回路S1〜S6を制御することによりインバータ装置1のスイッチング素子Q1〜Q6を開閉制御して、演算したU相電流、V相電流、W相電流を三相交流モータ4に対して流す。
これにより、インバータ装置1と三相交流モータ4を接続する3相ハーネス23,24,25には、強電接続部に接続不良がなければ、励磁電流(d軸)成分だけの電流が流れる。すなわち、三相交流モータ4にトルクを発生させるようなトルク電流成分(q軸)がない電流が流れる。そして、電動機制御装置は、電流センサ14により、インバータ制御装置11により3相ハーネス23,24,25に流した電流を検出する。
次のステップST4において、インバータ制御装置11は、3相ハーネス23,24,25に流された3相の電流値Iu,Iv,Iwのうち、略0[A]と検出された相電流が2相以上であるか否かを判定する。
2相以上の電流値が略0[A]である場合には、ステップST5に処理を進める。このステップST5において、インバータ制御装置11は、3相ハーネス23,24,25のうち何れかのハーネスが強電接続不良又は断線していると判定する。
一方、2相以上の電流値が略0[A]ではないと判定した場合には、ステップST6に処理を進める。このステップST6において、インバータ制御装置11は、略0[A]と検出された相電流が1相であるか否かを判定する。略0[A]と検出された相電流が1相ではなく、略0[A]と検出された相電流が0相である場合には、強電接続状態は正常と判定して処理を終了する。一方、略0[A]と検出された相電流が1相であると判定した場合には、ステップST7に処理を進める。
ステップST7において、インバータ制御装置11は、任意値[A]のq軸電流を流す。このとき、インバータ制御装置11は、q軸電流を流すように2相3相変換を行ってU相電流、V相電流、W相電流を演算して、リレー回路3、駆動回路S1〜S6及びスイッチング素子Q1〜Q6を制御する。q軸電流を流す理由は、3相ハーネス23,24,25の接続状態が正常であった場合にも、三相交流モータ4の回転子位置によっては、1相には電流が流れず、残る2相に絶対値が同じで符合が異なる電流が流れる場合があるためである。
このため、ステップST7においてある相にq軸電流Iqを流し、ステップST8において、当該相に対応するハーネスに電流が流れたか否かを判定する。当該相に対応するハーネスに電流が流れずに再度略0[A]と判定した場合には、ステップST5に処理を進めて、強電接続不良と判断する。一方、当該相が略0[A]とはならなかった場合には、当該相についての強電接続部は正常であると判定して、処理を終了する。
なお、この接続不良の判定処理は、電動車のギアがパーキング状態にある時に実施されるが、実施するインターバル時間は、任意に変更しても良い。例えば、電動車のイグニッション信号がオンとなる度にステップST1以降の処理を開始しても良い。また、ギアがパーキング状態に遷移する度にステップST1以降の処理を開始しても良い。更に、ギアがパーキング状態に入っている時間内で1secごとにステップST1以降の処理を開始しても良い。
また、この接続不良の判定処理は、電流センサ14により検出した電流値が略0[A]か否かの判定を行っているが、電流値には誤差が含まれるため、読み取り値は0[A]にはならない場合がある。このため、0[A]という表記は、誤差を含んだ概数0[A]のことである。この誤差分を切り分けられるように、インバータ制御装置11は、d軸電流Idやq軸電流Iqの指令値を規定する必要がある。
「第1実施形態の効果」
以上詳細に説明したように、本発明の第1実施形態として示す電動機制御装置によれば、電流センサ14により検出された回転子位置に基づいて三相交流モータ4に供給する励磁電流(d軸)成分の指令値を演算して、当該指令値に応じたd軸電流を三相交流モータ4に供給させる。そして、電流センサ14により検出された相電流の変化に基づいて、強電接続部の接続不良を判定する。
以上詳細に説明したように、本発明の第1実施形態として示す電動機制御装置によれば、電流センサ14により検出された回転子位置に基づいて三相交流モータ4に供給する励磁電流(d軸)成分の指令値を演算して、当該指令値に応じたd軸電流を三相交流モータ4に供給させる。そして、電流センサ14により検出された相電流の変化に基づいて、強電接続部の接続不良を判定する。
このような電動機制御装置によれば、3相ハーネス23,24,25等が開放していることを検知するセンサを設けなくても、相電流の変化のみで強電接続状態の接続不良を検知することができる。これにより、電動機制御装置によれば、装置のコスト低減を図ることができる。
また、この電動機制御装置によれば、強電接続部の接続不良を判定するときに、励磁電流(d軸)成分の指令値を任意値[A]としトルク電流成分(q軸)の指令値を0[A]にする相電流を三相交流モータ4に供給させる(ステップST3)。そして、電流センサ14により検出された多数の相電流のうち所定数以上の相電流が無電流状態であると判定された場合には(ステップST4:YES)、強電接続部の接続不良であることを判定する。また、電流センサ14により検出された多数の相電流のうち所定数未満の相電流が無電流状態であると判定された場合には(ステップST4:NO)、無電流状態であると判定された相電流が1相であるかを判定し、1相ではない場合には(ステップST6:YES)、強電接続部が接続不良ではないと判定する。これに対し、1相である場合には(ステップST6:NO)、トルク電流成分(q軸)の指令値を任意値[A]にする相電流を三相交流モータ4に供給させ、無電流状態であると判定された1相の相電流が無電流状態ではない場合には(ステップST8:YES)、強電接続部が接続不良ではないと判定する。また、無電流状態であると判定された1相の相電流が無電流状態である場合には(ステップST8:NO)、強電接続部が接続不良であると判定する。
このように、電動機制御装置によれば、相電流の変化のみで強電接続部の接続不良を、確実に検知することができる。
また、この電動機制御装置は、三相交流モータ4の出力軸が、当該電動機制御装置が搭載される電動車のギアに接続され、当該ギアを固定する固定部材(パーキングポール102)によりギアが固定されている場合に、強電接続部の接続不良を判定する。これにより、強電接続部の接続不良の判定時に、三相交流モータ4が回転することを回避することができる。
[第2実施形態]
つぎに、第2実施形態として示す電動機制御装置について説明する。なお、上述の第1実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
つぎに、第2実施形態として示す電動機制御装置について説明する。なお、上述の第1実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
先ず、第2実施形態として示す電動機制御装置による接続不良の判定処理についての原理を説明する。
この接続不良の判定処理は、車両におけるギア状態がパーキング状態であることが望ましい。ここで、図4に、電動車のパーキングギア101とパーキングポール102の概念図を示す。また、パーキングギア101の軸は、三相交流モータ4の出力軸に繋がっている。これらの部品は、パーキングギア101がパーキング状態になった場合に、パーキングギア101の歯車の間に、パーキングポール102が入る。これにより、パーキングギア101が回転することを抑え、その結果、タイヤの回転を抑えることができる。
また、図5に、三相交流モータ4に供給する3相の相電流により発生するベクトルをdq軸上に表した図を示す。ここで、回転子の絶対角位置情報(回転子位置)に基づいて、三相交流モータ4の励磁電流成分であるd軸電流Idを任意値[A]とし、トルク電流成分であるq軸電流Iqを0[A]とするための3相電流Iu,Iv,Iwを供給するとする。
図5(a)に示すように、出力強電コネクタ13とインバータ装置1とが正常に接続されている場合には、3相の相電流Iu,Iv,Iwにより形成される発生ベクトルは、d軸方向となっている。これに対し、図5(b)に示すように、出力強電コネクタ13とインバータ装置1とが正常に接続されていない接続不良時には、例えばU相電流Iuが供給されないために3相の相電流Iu,Iv,Iwにより形成される発生ベクトルは、d軸方向とはなっていない。この場合では、3相の相電流のうち、U相電流Iuが接続不良によって流れていないために、2相の相電流Iv,Iwのみにより形成された発生ベクトルとなる。
このように、電動機制御装置は、強電接続状態の接続正常時の発生ベクトルと、強電接続状態の接続不良時の発生ベクトルとが異なる。電動機制御装置は、この現象を利用して、強電接続部の接続不良を判定する。
この強電接続状態の判定時に、インバータ制御装置11は、回転子位置検出器4aにより回転子の絶対角位置(回転子位置)を読み込む。そして、インバータ制御装置11は、回転子位置に応じて、d軸電流Idを任意値[A]とし、q軸電流Iqを0[A]とするように設定して、三相交流モータ4に対して3相の相電流Iu,Iv,Iwを出力する。
ここで、回転子位置検出器4aにより検出される回転子位置である絶対角位置には、当該回転子位置検出器4aの構成に起因する固定的な誤差が含まれている。このため、q軸電流Iqが0[A]となるよう設定していても、q軸にも微小の電流Iqが流れたり、回転子位置の読み込み値にばらつきが発生する。このため、回転子位置検出器4aにより検出する回転子位置を複数回に亘り読み込んで平均化する必要がある。しかしながら、僅かなq軸電流Iqでは、三相交流モータ4の持つフリクション(摩擦)の影響で、三相交流モータ4の回転子は変動しない。
ここで、図4に示したように、パーキングギア101にパーキングポール102が入った状態であっても、パーキングギア101とパーキングポール102との間には、隙間がある。この隙間は、パーキングポール102をパーキングギア101に対して移動させるために必要なものである。
パーキングギア101がパーキング状態となっている場合において、インバータ制御装置11は、任意値[A]のd軸電流Idが流れるようにスイッチング素子Q1〜Q6を駆動するための信号を駆動回路S1〜S6に出力する。この場合、強電接続部に接続不良が発生した場合には、図5に示したように、相電流Iu,Iv,Iwにより形成される発生ベクトルが、所望のd軸方向のベクトルとは異なるベクトルとなり、q軸電流が流れる。このため、三相交流モータ4には大きなトルクが発生し、三相交流モータ4は、パーキングギア101とパーキングポール102との間の隙間だけ回転することになる。この結果、回転子位置検出器4aにより検出される回転子位置は、相電流Iu,Iv,Iwを流す前と、相電流Iu,Iv,Iwを流した後とで異なることになる。
つまり、インバータ制御装置11は、回転子位置の検出値が異なれば、強電接続部に接続不良が発生していると判断できる。強電接続部の接続不良が発生している場合において、相電流Iu,Iv,Iwを流す前には、図6(a)に示すように、パーキングギア101のバックラッシュによる回転子位置の機械角変動範囲αにおける略中央に回転子位置Pが存在するとする。この回転子位置Pは、回転子位置検出器4aの検出誤差βの範囲内として、回転子位置検出器4aによって検出される。
この状態において、強電接続部の接続不良が発生しており、d軸電流Idを任意値[A]、q軸電流Iqを0[A]とする相電流Iu,Iv,Iwを供給すると、三相交流モータ4にトルクが発生する。この結果、図6(a)の回転子位置Pと比較して、図6(b)に示すように、回転子位置Pがバックラッシュ分だけ回転する。このために、強電接続部の接続不良時に、d軸電流Idを通電した後には、回転子位置検出器4aにより検出される回転子位置Pが変動する。インバータ制御装置11は、この回転子位置Pの変動を検出して、強電接続部の接続不良を判定する。
なお、パーキングギア101及びパーキングポール102の構造、回転子位置検出器4aの精度によって変動するものであるが、機械角変動範囲αは0.1°オーダーであり、回転子位置検出器4aの検出誤差βは0.01°オーダーである。したがって、一般的なパーキングギア101及びパーキングポール102の構成であれば、回転子位置検出器4aにより検出した回転子位置の変位から、パーキングギア101に対してパーキングポール102が変位したことを検出することができる。
「接続不良の判定処理」
つぎに、上述した電動機制御装置において、インバータ制御装置11による接続不良の判定処理を、図7を参照して説明する。
つぎに、上述した電動機制御装置において、インバータ制御装置11による接続不良の判定処理を、図7を参照して説明する。
先ずステップST1において、インバータ制御装置11及び統合制御装置5が起動している状態で、電動車のギアがパーキング状態になっているか否かを判定する。このとき、統合制御装置5は、イグニッション信号及びギア位置信号を読み込んで、電動車のギアがパーキング状態になっていると判定した場合には、ステップST11に処理を進める。一方、ギアがパーキング状態となっていない場合には、所定タイミングごとにこの判定を繰り返すこととなる。
ステップST11において、インバータ制御装置11は、変数nを「n=1」に設定する。この変数は、後述する回転子位置の平均値を演算するためのカウンタ値となる。
ステップST12において、インバータ制御装置11は、回転子位置検出器4aからモータ絶対角θ1n(回転子位置)を取得する。
次のステップST13において、インバータ制御装置11は、ステップST12に取得した三相交流モータ4におけるモータ絶対角θ1nに基づいて、三相交流モータ4の励磁電流成分であるd軸電流Idを任意値[A]とし、トルク電流成分であるq軸電流Iqを0[A]とする、励磁電流(d軸)成分の指令値及びトルク電流成分(q軸)の指令値を演算する。そして、インバータ制御装置11は、演算した励磁電流(d軸)成分の指令値及びトルク電流成分(q軸)の指令値に基づいて、2相3相変換を行って、三相交流モータ4のU相、V相、W相に対応したU相電流、V相電流、W相電流を演算する。そして、インバータ制御装置11は、リレー回路3を開状態とする。同時にインバータ制御装置11は、駆動回路S1〜S6を制御することによりインバータ装置1のスイッチング素子Q1〜Q6を開閉制御して、演算したU相電流、V相電流、W相電流を三相交流モータ4に対して流す。
これにより、インバータ装置1と三相交流モータ4を接続する3相ハーネス23,24,25には、強電接続部に接続不良がなければ、所定の期間だけ励磁電流(d軸)成分だけの電流が流れる。すなわち、三相交流モータ4にトルクを発生させるようなトルク電流成分(q軸)がない電流が流れる。そして、インバータ制御装置11は、回転子位置検出器4aにより、所定期間だけd軸電流を流した後のモータ絶対角θ2nを取得する。
次のステップST14において、変数nが所定値の「10」よりも大きい値となったか否かを判定する。変数nが所定値よりも大きい値となっていない場合にはステップST15に処理を進めて、変数nをインクリメントして、ステップST12以降の処理を繰り返す。一方、変数nが所定値よりも大きい値となった場合には、ステップST16に処理を進める。
ステップST16において、インバータ制御装置11は、変数nの所定値に相当する回数に亘って取得したモータ絶対角θ1nの平均値及びモータ絶対角θ2nの平均値を算出する。
次のステップST17において、インバータ制御装置11は、ステップST16にて算出したモータ絶対角θ1nの平均値とモータ絶対角θ2nの平均値とが略同一値であるか否かを判定する。モータ絶対角θ1nの平均値とモータ絶対角θ2nの平均値とが略同一値ではない場合には、ステップST18にて、強電接続部の接続不良であると判定する。一方、モータ絶対角θ1nの平均値とモータ絶対角θ2nの平均値とが略同一値である場合には、そのまま処理を終了する。
このような電動機制御装置は、励磁電流(d軸)成分の指令値を任意値[A]としトルク電流成分(q軸)の指令値を0[A]にする相電流を三相交流モータ4に供給させる前のモータ絶対角θ1n(第1回転子位置)を取得する。その後、電動機制御装置は、励磁電流(d軸)成分の指令値を任意値[A]としトルク電流成分(q軸)の指令値を0[A]にする相電流を三相交流モータ4に供給させた後のモータ絶対角θ2n(第2回転子位置)とを取得する。このモータ絶対角θ1nとモータ絶対角θ2nとを取得する動作を複数回に亘り行う。そして、電動機制御装置は、当該複数回に亘り取得された第1回転子角度の平均値と第2回転子角度の平均値とが同値と判断される場合に、強電接続部が接続不良であると判定する。
「第2実施形態の効果」
この電動機制御装置によれば、上述した第1実施形態と同様に、3相ハーネス23,24,25等が開放していることを検知するセンサを設けなくても、相電流の変化のみで強電接続状態の接続不良を検知することができる。これにより、電動機制御装置によれば、装置のコスト低減を図ることができる。
この電動機制御装置によれば、上述した第1実施形態と同様に、3相ハーネス23,24,25等が開放していることを検知するセンサを設けなくても、相電流の変化のみで強電接続状態の接続不良を検知することができる。これにより、電動機制御装置によれば、装置のコスト低減を図ることができる。
また、この電動機制御装置は、三相交流モータ4の出力軸が、当該電動機制御装置が搭載される電動車のギアに接続され、当該ギアを固定する固定部材(パーキングポール102)によりギアが固定されている場合に、強電接続部の接続不良を判定する。これにより、強電接続部の接続不良の判定時に、パーキングギア101に対してパーキングポール102が変位することを利用して、強電接続部の接続不良を判定できる。
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
1 インバータ装置
2 直流電源
3 リレー回路
4 三相交流モータ
4a 回転子位置検出器
5 統合制御装置
11 インバータ制御装置
12 入力強電コネクタ
13 出力強電コネクタ
14 電流センサ
21 正極母線
22 負極母線
23,24,25 3相ハーネス
26 信号線
101 パーキングギア
102 パーキングポール
2 直流電源
3 リレー回路
4 三相交流モータ
4a 回転子位置検出器
5 統合制御装置
11 インバータ制御装置
12 入力強電コネクタ
13 出力強電コネクタ
14 電流センサ
21 正極母線
22 負極母線
23,24,25 3相ハーネス
26 信号線
101 パーキングギア
102 パーキングポール
Claims (5)
- 電源と強電接続部を介して接続された多相電動機を駆動する負荷駆動装置において、
前記多相電動機の各相に接続された複数のスイッチング素子を制御して、前記多相電動機の各相に相電流を供給する駆動手段と、
前記多相電動機の各相に供給されている相電流を検出する電流センサと、
前記多相電動機の回転子位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された回転子位置に基づいて、前記多相電動機に供給する励磁電流成分の指令値及びトルク電流成分の指令値を演算して、前記駆動手段により前記多相電動機の各相に相電流させる電流演算手段と、
前記多相電動機の回転子位置に基づいて任意の励磁電流成分の指令値とする相電流を前記多相電動機に供給させ、前記電流センサにより検出された相電流の変化に基づいて、前記強電接続部の接続不良を判定する判定手段と
を備えることを特徴とする負荷駆動装置。 - 前記判定手段は、前記電流演算手段により演算された励磁電流成分の指令値を任意の値とし前記トルク電流成分の指令値を0にする相電流を前記多相電動機に供給させた場合に、
前記電流センサにより検出された多数の相電流のうち所定数以上の相電流が無電流状態であると判定された場合には、前記強電接続部の接続不良であることを判定し、
前記電流センサにより検出された多数の相電流のうち所定数未満の相電流が無電流状態であると判定された場合には、無電流状態であると判定された相電流が1相であるかを判定し、1相ではない場合には前記強電接続部が接続不良ではないと判定し、1相である場合には前記トルク電流成分の指令値を任意の値にする相電流を前記多相電動機に供給させ、前記無電流状態であると判定された1相の相電流が無電流状態ではない場合には前記強電接続部が接続不良ではないと判定し、前記無電流状態であると判定された1相の相電流が無電流状態である場合には前記強電接続部が接続不良であると判定すること
を特徴とする請求項1に記載の負荷駆動装置。 - 前記判定手段は、
前記電流演算手段により演算された励磁電流成分の指令値を任意の値とし前記トルク電流成分の指令値を0にする相電流を前記多相電動機に供給させる前に前記位置検出手段により検出された第1回転子位置と、前記電流演算手段により演算された励磁電流(d軸)成分の指令値を任意の値とし前記トルク電流成分の指令値を0にする相電流を前記多相電動機に供給させた後に前記位置検出手段により検出された第2回転子位置とを取得する動作を複数回に亘り行い、
当該複数回に亘り取得された第1回転子角度の平均値と第2回転子角度の平均値とが同値と判断される場合に、前記強電接続部が接続不良であると判定すること
を特徴とする請求項1に記載の負荷駆動装置。 - 前記多相電動機の出力軸が、当該負荷駆動装置が搭載される電動車のギアに接続され、当該ギアを固定する固定部材によりギアが固定されている場合に、前記判定手段により、前記強電接続部の接続不良を判定することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の負荷駆動装置。
- 電源と接続された多相電動機における強電接続部の接続不良を判定する接続不良判定方法において、
前記多相電動機の回転子角度を検出し、
前記検出された回転子角度に基づいて、任意の励磁電流成分の指令値とする相電流を前記多相電動機に供給し、
前記電流センサにより検出された相電流の変化に基づいて、前記強電接続部の接続不良を判定すること
を特徴とする接続不良判定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009061543A JP2010220307A (ja) | 2009-03-13 | 2009-03-13 | 負荷駆動装置及び接続不良判定方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2009
- 2009-03-13 JP JP2009061543A patent/JP2010220307A/ja active Pending
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